Принцип на несигурност на Хайзенберг в квантовата механика

Принципите на несигурността на Хайзенберг са един от проблемите на квантовата механика, но първо се обръщаме към развитието на физическата наука като цяло. В края на XVII век Исак Нютон Полагат се съвременни класически механики. Той формулира и описва основните си закони, с помощта на които може да се предскаже поведението на телата около нас. До края на XIX век тези разпоредби изглеждаха неразрушими и приложими за всички закони на природата. Задачите на физиката като наука изглежда бяха решени. Нарушаване на законите на Нютон и раждането на квантовата механика

Но, както се оказа, по онова време много по-малко се знаеше за свойствата на Вселената, отколкото изглеждаше. Първият камък, който наруши хармонията на класическата механика, не се подчиняваше на законите на разпространение на светлинни вълни. Така науката за електродинамиката, която по това време беше доста млада, беше принудена да изработи съвсем различен набор от правила. А за теоретичните физици имаше проблем: как да се приведат двете системи в един знаменател. Между другото, науката все още работи върху решението си.

Митът за всеобхватна механика на Нютон беше окончателно унищожен с по-задълбочено проучване. атомни структури. Brit Ърнест Ръдърфорд открили, че атомът не е неделима частица, както се смяташе по-рано, но самата тя съдържа неутрони, протони и електрони. Нещо повече, тяхното поведение е напълно несъвместимо с постулатите на класическата механика. Ако в макрокосмоса гравитацията до голяма степен определя природата на нещата, то в света на квантовите частици тя е изключително малка сила на взаимодействие. По този начин бяха положени основите на квантовата механика, в които също действаха техните собствени аксиоми. Един от илюстративните различия на тези най-малки системи от света, към който сме свикнали, е принципът на неопределеността на Хайзенберг. Той ясно показа необходимостта от отличен подход към тези системи.

Принцип на несигурност на Хайзенберг

През първата четвърт на 20-ти век квантовата механика направи първите си стъпки, а физиците по света осъзнаха само това, което ни следва от позициите й и какви перспективи се отварят. Германският теоретик-физик Вернер Хайзенберг формулира своите известни принципи през 1927 г. Принципите на Хайзенберг са, че е невъзможно да се изчислят едновременно пространственото положение и скоростта на квантовия обект. Основната причина за това е фактът, че при измерването ние вече действаме върху измерената система, като по този начин го разрушаваме. Ако в познат макросвет преценим един обект, тогава, хвърляйки дори поглед върху него, виждаме отражение на светлината от него.

Но принципът на неопределеността на Хайзенберг казва, че дори в макрокосмоса светлината не влияе върху обекта, който се измерва, а в случай на квантови частици фотоните (или други произтичащи измервания) имат значителен ефект върху частицата. В същото време е интересно да се отбележи, че квантовата физика може да измерва скоростта поотделно или поотделно позицията на тялото в пространството. Но колкото по-точни са нашите скорости, толкова по-малко ще знаем за пространствената позиция. И обратно. Това означава, че принципът на неопределеността на Хайзенберг създава известни трудности при прогнозиране на поведението на квантовите частици. Тя буквално изглежда така: те променят поведението си, когато се опитваме да ги наблюдаваме.